JPH0366582A - コンプライアンス継ぎ手 - Google Patents
コンプライアンス継ぎ手Info
- Publication number
- JPH0366582A JPH0366582A JP20060589A JP20060589A JPH0366582A JP H0366582 A JPH0366582 A JP H0366582A JP 20060589 A JP20060589 A JP 20060589A JP 20060589 A JP20060589 A JP 20060589A JP H0366582 A JPH0366582 A JP H0366582A
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- Japan
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- movable plate
- plate
- fixed plate
- spring
- fixed
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Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はコンプライアンス継ぎ手に関し、特に２つの独
立した物体を相互に結合する継ぎ手に関する。
立した物体を相互に結合する継ぎ手に関する。
２つの独立した物体を相互に結合させる場合、各々の物
体の位置決め誤差が大きいと両者の結合部位の位置姿勢
を調整しつつ近接させ、過大な力が生じないよう結合動
作を実行する必要がある。
体の位置決め誤差が大きいと両者の結合部位の位置姿勢
を調整しつつ近接させ、過大な力が生じないよう結合動
作を実行する必要がある。
特に、２つの物体の結合動作を第３の動作主体であるロ
ボットなどを用いて自動的に実行させる場合、ロボット
本体及び前記２つの物体を損傷させないために過大な力
の発生を避ける必要がある。
ボットなどを用いて自動的に実行させる場合、ロボット
本体及び前記２つの物体を損傷させないために過大な力
の発生を避ける必要がある。
従来、このような位置決め誤差を吸収し、結合させる物
体間及びロボットと作業対象物体間に無理な力を生ヒさ
せることなく結合動作を実現するため、リモート・セン
ター・コンプライアンス・デバイス、すなわち、コンプ
ライアンス継ぎ手が用いられていた。これは、例えば、
ホイットニー（Ｄ、Ｅ、ＷＨＴＮＥＹ）らにより“アセ
ンブリー・リサーチパ（＾ｓｓｅｍｂｌｙ Ｒｅ５ｅａ
ｒｃｈ ）という題目でオートマチイカ〈＾ｕｔｏｍａ
ｔｉｃａ） ６巻１６号５９５頁から６１３頁に述べら
れている。本デバイスは平行移動と回転の組み合わせ方
向に対し、ある一定の範囲で変形して位置決め誤差の影
響を除去する機能を持つ。また、本デバイスをロボット
先端と前記２つの物体の何れか一方との間に継ぎ手とし
て挿入し、他方の物体に対して結合動作を実行した場合
、本デバイスが変形することにより物体相互の位置決め
誤差に対応した結合動作の修正がなされる。
体間及びロボットと作業対象物体間に無理な力を生ヒさ
せることなく結合動作を実現するため、リモート・セン
ター・コンプライアンス・デバイス、すなわち、コンプ
ライアンス継ぎ手が用いられていた。これは、例えば、
ホイットニー（Ｄ、Ｅ、ＷＨＴＮＥＹ）らにより“アセ
ンブリー・リサーチパ（＾ｓｓｅｍｂｌｙ Ｒｅ５ｅａ
ｒｃｈ ）という題目でオートマチイカ〈＾ｕｔｏｍａ
ｔｉｃａ） ６巻１６号５９５頁から６１３頁に述べら
れている。本デバイスは平行移動と回転の組み合わせ方
向に対し、ある一定の範囲で変形して位置決め誤差の影
響を除去する機能を持つ。また、本デバイスをロボット
先端と前記２つの物体の何れか一方との間に継ぎ手とし
て挿入し、他方の物体に対して結合動作を実行した場合
、本デバイスが変形することにより物体相互の位置決め
誤差に対応した結合動作の修正がなされる。
上述した従来のコンプライアンス継ぎ手は一定方向に対
する変形機能により過大な力の発生を除去するために有
効であったが、変形の範囲が小さく、且つ、変形に必要
な力、すなわち、柔らかさの変更が困難であり、しかも
高価であるという欠点があった。
する変形機能により過大な力の発生を除去するために有
効であったが、変形の範囲が小さく、且つ、変形に必要
な力、すなわち、柔らかさの変更が困難であり、しかも
高価であるという欠点があった。
本発明の目的はこれらの課題を解決したコンプライアン
ス継ぎ手を提供することにある。
ス継ぎ手を提供することにある。
本発明は、２つの独立した物体を相互に結合する継ぎ手
において、前記第１の物体に接する固定板と、前記第２
の物体に接する可動板と、前記可動板を貫通し、且つ、
一端がそれぞれ前記固定板に垂直に固定される複数の支
持棒と、前記支持棒の他端に設置した止め板と、前記支
持棒に装着され、且つ、前記固定板と前記可動板との間
に設置される下部ばねと、前記支持棒に装着され、且つ
、前記可動板と前記止め板との間に設置される上部ばね
と、前記固定板と前記可動板とを結合する複数のダンパ
と、前記支持棒を貫通すると共に、前記固定板と前記下
部ばねとの間及び前記可動板と前記上部ばねとの間に設
置され、且つ、前記下部ばね及び前記上部ばねのずれを
防止するばね保持手段とを備えたことを特徴とする。
において、前記第１の物体に接する固定板と、前記第２
の物体に接する可動板と、前記可動板を貫通し、且つ、
一端がそれぞれ前記固定板に垂直に固定される複数の支
持棒と、前記支持棒の他端に設置した止め板と、前記支
持棒に装着され、且つ、前記固定板と前記可動板との間
に設置される下部ばねと、前記支持棒に装着され、且つ
、前記可動板と前記止め板との間に設置される上部ばね
と、前記固定板と前記可動板とを結合する複数のダンパ
と、前記支持棒を貫通すると共に、前記固定板と前記下
部ばねとの間及び前記可動板と前記上部ばねとの間に設
置され、且つ、前記下部ばね及び前記上部ばねのずれを
防止するばね保持手段とを備えたことを特徴とする。
次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明のコンプライアンス継ぎ手の一実施例を
示す斜視図である。第１図において、本発明のコンプラ
イアンス継ぎ手は可動板１．固定板２１把手３．下部ば
ね２１・２２・２３・２４、上部ばね３１・３２・３３
・３４．止め板４１・４２・４３・４４．支持棒５１・
５２・５３・５４、ばね保持手段６１・６２・６３・６
４・７１・７２・７３・７４及びダンパ８１−８２・８
３・８４・８５・８６より構成され、第１の物体に接す
るための固定板２は第２の物体に接するための可動板１
と対向しており、固定板２の対向面には可動板１を貫通
する支持棒５１・５２・５３・５４の一端がそれぞれ垂
直に固定され、且つ、他端には止め板４１・４２・４３
・４４がそれぞれ設置されている。この可動板１は支持
棒５１・５２・５３・５４を介して移動可能である。そ
して固定板２の支持棒取付は面の反対側の面には把手３
が固定されている。また、支持棒５１・５２・５３・５
４の固定板２と可動板１との間には下部ばね２１・２２
・２３・２４が装着され、支持棒５１゜５２・５３・５
４の可動板１と止め板４１・４２・４３・４４との間に
は上部ばね３１・３２・３３・３４が装着されている。
示す斜視図である。第１図において、本発明のコンプラ
イアンス継ぎ手は可動板１．固定板２１把手３．下部ば
ね２１・２２・２３・２４、上部ばね３１・３２・３３
・３４．止め板４１・４２・４３・４４．支持棒５１・
５２・５３・５４、ばね保持手段６１・６２・６３・６
４・７１・７２・７３・７４及びダンパ８１−８２・８
３・８４・８５・８６より構成され、第１の物体に接す
るための固定板２は第２の物体に接するための可動板１
と対向しており、固定板２の対向面には可動板１を貫通
する支持棒５１・５２・５３・５４の一端がそれぞれ垂
直に固定され、且つ、他端には止め板４１・４２・４３
・４４がそれぞれ設置されている。この可動板１は支持
棒５１・５２・５３・５４を介して移動可能である。そ
して固定板２の支持棒取付は面の反対側の面には把手３
が固定されている。また、支持棒５１・５２・５３・５
４の固定板２と可動板１との間には下部ばね２１・２２
・２３・２４が装着され、支持棒５１゜５２・５３・５
４の可動板１と止め板４１・４２・４３・４４との間に
は上部ばね３１・３２・３３・３４が装着されている。
更に、可動板１と固定板２との間には、例えば、ダッシ
ュポットにて構成されるダンパ８１・８２・８３・８４
・８５・８６が結合されている。このダンパの設置方法
としては、−例として可動板１上に３つの設置点９４．
９５．９６を設け、同様に固定板２上にも３つの設置点
９１．９２．９３を設けておき、各設置点をそれぞれ２
つのダンパで接続する方法が考えられる。このとき、３
つの設置点の配置を三角形状とし、可動板１及び固定板
２上のそれぞれの三角形の頂点が反対方向を向くように
設置すると、全ダンパに加わる力が均一化さされて都合
がよい。また、固定板２と下部ばね２１・２２・２３・
２４との間にはこれらのばねのずれを防止するばね保持
手段６１・６２・６３・６４が支持棒５１・５２・５３
・５４に貫通されて装着され、同様に可動板１と上部ば
ね３１・３２・３３・３４との間にもこれらのばねのず
れを防止するばね保持手段７１・７２・７３・７４が支
持棒５１・５２・５３・５４に貫通されて装着されてい
る。なお、これらのばね保持手段の貫通穴の直径は予め
ばねの内径よりも小さく、且つ、支持棒上を移動可能な
大きさに設定されている。
ュポットにて構成されるダンパ８１・８２・８３・８４
・８５・８６が結合されている。このダンパの設置方法
としては、−例として可動板１上に３つの設置点９４．
９５．９６を設け、同様に固定板２上にも３つの設置点
９１．９２．９３を設けておき、各設置点をそれぞれ２
つのダンパで接続する方法が考えられる。このとき、３
つの設置点の配置を三角形状とし、可動板１及び固定板
２上のそれぞれの三角形の頂点が反対方向を向くように
設置すると、全ダンパに加わる力が均一化さされて都合
がよい。また、固定板２と下部ばね２１・２２・２３・
２４との間にはこれらのばねのずれを防止するばね保持
手段６１・６２・６３・６４が支持棒５１・５２・５３
・５４に貫通されて装着され、同様に可動板１と上部ば
ね３１・３２・３３・３４との間にもこれらのばねのず
れを防止するばね保持手段７１・７２・７３・７４が支
持棒５１・５２・５３・５４に貫通されて装着されてい
る。なお、これらのばね保持手段の貫通穴の直径は予め
ばねの内径よりも小さく、且つ、支持棒上を移動可能な
大きさに設定されている。
上述した構成によれば、可動板１は固定板２に対して任
意の向に平行移動及び回転移動が可能となる。また、可
動板１の貫通穴の直径と支持棒５１・５２・５３・５４
との直径の差に応じて可動板１の横ずれ方向の可動範囲
を規制するこができ、更に、上下方向の可動範囲に関し
ては、支持棒５１・５２・５３・５４の長さにより規制
可能である。この可動板１に荷重が加わらない初期状態
においては、可動板１は下部ばね２１・２２・２３・２
４と上部ばね３Ｘ・３２・３３・３４とが釣り合った点
で保持されている。ここで前記結合動作が実行されると
、可動板１は固定板２との間に働く力の方向に応じて各
ばねが伸長・収縮し、可動板１は固定板２に対ｊ２て前
後、左右、上下及び任意軸回りの回転が可能となる。ま
た、このとき印加される力に応じて変形する速度が大き
い場合には、ダンパ８１−８２・８３・８４・８５・８
６の作用によって変形が生じにくくなり、反対に小さい
場合には殆んどばねによる変形のみが生じる。
意の向に平行移動及び回転移動が可能となる。また、可
動板１の貫通穴の直径と支持棒５１・５２・５３・５４
との直径の差に応じて可動板１の横ずれ方向の可動範囲
を規制するこができ、更に、上下方向の可動範囲に関し
ては、支持棒５１・５２・５３・５４の長さにより規制
可能である。この可動板１に荷重が加わらない初期状態
においては、可動板１は下部ばね２１・２２・２３・２
４と上部ばね３Ｘ・３２・３３・３４とが釣り合った点
で保持されている。ここで前記結合動作が実行されると
、可動板１は固定板２との間に働く力の方向に応じて各
ばねが伸長・収縮し、可動板１は固定板２に対ｊ２て前
後、左右、上下及び任意軸回りの回転が可能となる。ま
た、このとき印加される力に応じて変形する速度が大き
い場合には、ダンパ８１−８２・８３・８４・８５・８
６の作用によって変形が生じにくくなり、反対に小さい
場合には殆んどばねによる変形のみが生じる。
続いて、本発明のコンプライアンス継ぎ手の動作を例示
するため、従来技術の項で例示したロボットによる結合
動作において、固定板２をロボットに固定し、且つ、可
動板１を結合させる一方の物体に固定して他方の物体へ
の結合動作を想定する。このとき、前記２つの物体間に
生じている位置決め誤差は下部ばね２１・２２・２３・
２４及び上部ばね３１・３２・３３・３４が適切に伸縮
することにより吸収され、結合時に生じる無理な力の発
生を避けることができる。また、本発明のコンプライア
ンス継ぎ手をロボットの手首に埋め込んで固定板２をロ
ボット本体に固定し、可動板１にハンドルを固定した場
合、任意の物体について前記特長を有する結合作業を実
現することができる。一方、結合作業を行う物体に可動
板１を固定した場合、固定板２に設けた把手３によって
ロボットハンドによる把持が容易となる。このように、
何れの場合においても可動板１は下部ばね２！・２２・
２３・２４及び上部ばね３１・３２・３３・３４を介し
て上下方向から保持されており、上下左右及び任意の回
転方向に対して生じる印加力に対応することが可能であ
る。 更に、ばねを柔らかく選択した場合には、弱い印
加力にて大きく変形するため、位置の修正が容易となる
。このとき、ロボットが作業対ａｈを持ち上げて組み付
は対象点まで移動させるために生じる加速度の影響によ
り、持ち上げた対象物体は大きく振動するため、物体を
損傷する恐れが生じる。本実施例による構成では大きな
加速度により変形の加速度が大きくなった場合、ダンパ
８１・８２・８３・８４・８５・８６が働いて過度の変
形を防止する。実際の組み付は作業などでは位置ずれを
解消す変形を生じるのみであり、この変形の変化速度は
小さい。従って、ばねの柔らかさとダンパの強さとを適
切に選択することにより、所望の特性を実現することが
可能である。
するため、従来技術の項で例示したロボットによる結合
動作において、固定板２をロボットに固定し、且つ、可
動板１を結合させる一方の物体に固定して他方の物体へ
の結合動作を想定する。このとき、前記２つの物体間に
生じている位置決め誤差は下部ばね２１・２２・２３・
２４及び上部ばね３１・３２・３３・３４が適切に伸縮
することにより吸収され、結合時に生じる無理な力の発
生を避けることができる。また、本発明のコンプライア
ンス継ぎ手をロボットの手首に埋め込んで固定板２をロ
ボット本体に固定し、可動板１にハンドルを固定した場
合、任意の物体について前記特長を有する結合作業を実
現することができる。一方、結合作業を行う物体に可動
板１を固定した場合、固定板２に設けた把手３によって
ロボットハンドによる把持が容易となる。このように、
何れの場合においても可動板１は下部ばね２！・２２・
２３・２４及び上部ばね３１・３２・３３・３４を介し
て上下方向から保持されており、上下左右及び任意の回
転方向に対して生じる印加力に対応することが可能であ
る。 更に、ばねを柔らかく選択した場合には、弱い印
加力にて大きく変形するため、位置の修正が容易となる
。このとき、ロボットが作業対ａｈを持ち上げて組み付
は対象点まで移動させるために生じる加速度の影響によ
り、持ち上げた対象物体は大きく振動するため、物体を
損傷する恐れが生じる。本実施例による構成では大きな
加速度により変形の加速度が大きくなった場合、ダンパ
８１・８２・８３・８４・８５・８６が働いて過度の変
形を防止する。実際の組み付は作業などでは位置ずれを
解消す変形を生じるのみであり、この変形の変化速度は
小さい。従って、ばねの柔らかさとダンパの強さとを適
切に選択することにより、所望の特性を実現することが
可能である。
なお、本発明の実施例については、４組の支持棒及びば
ねを用いる構成により説明を行ったが、３組以上任意の
組の支持棒及びばねを用いる構成を適用することは容易
であり、且つ、有効であることは明白である。
ねを用いる構成により説明を行ったが、３組以上任意の
組の支持棒及びばねを用いる構成を適用することは容易
であり、且つ、有効であることは明白である。
以上説明したように本発明のコンプライアンス継ぎ手に
よれば、簡単な構成により２つの独立した物体間に生じ
ている任意の軸方向の位置決め誤差の影響を吸収し、単
純な動作で結合動作を実現することが可能である。また
、可動範囲を機械的に制約することも可能なため、過大
な変形を生じる恐れが無いという大きな利点があり、且
つ、可動範囲の変更も容易に行うことができる。更に、
変形に必要な力の変更はばねの柔らかさの変更により、
これも容易に調整可能であるという利点がある。しかも
、可動板をばねにより上下方向から保持する構成となっ
ているため、任意の重力方向において使用可能である。
よれば、簡単な構成により２つの独立した物体間に生じ
ている任意の軸方向の位置決め誤差の影響を吸収し、単
純な動作で結合動作を実現することが可能である。また
、可動範囲を機械的に制約することも可能なため、過大
な変形を生じる恐れが無いという大きな利点があり、且
つ、可動範囲の変更も容易に行うことができる。更に、
変形に必要な力の変更はばねの柔らかさの変更により、
これも容易に調整可能であるという利点がある。しかも
、可動板をばねにより上下方向から保持する構成となっ
ているため、任意の重力方向において使用可能である。
すなわち、上下左右何れの方向へ向けても前記特長を利
用可能であるという大きな効果がある。
用可能であるという大きな効果がある。
また、全方向の変形に対応するダンパにより、位置誤差
修正を容易とするために柔らかいばねを使用する場合に
おいても、物体移動の際に生じる大きな加速度の影響を
除去可能であり、作業物体を保護することができるとい
う効果がある。
修正を容易とするために柔らかいばねを使用する場合に
おいても、物体移動の際に生じる大きな加速度の影響を
除去可能であり、作業物体を保護することができるとい
う効果がある。
上述した本発明のコンプライアンス継ぎ手によれば、従
来の課題を解決したコンプライアンス継ぎ手が得られる
。
来の課題を解決したコンプライアンス継ぎ手が得られる
。
第１図は本発明のコンプライアンス継ぎ手の一実施例を
示す斜視図である。 １・・・可動板、２・・・固定板、３・・・把手、２１
．２２２３、２４・・・下部ばね、３１．３２．３３．
３４・・・上部ばね、４１、４２．４３．４４・・・止
め板、５１．５２．５３．５４・・・支持棒、６１．６
２．６３．６４．７１．７２．７３．７４・・・ばね保
持手段、８１．８２．８３．８４．８５．８６・・・ダ
ンパ。
示す斜視図である。 １・・・可動板、２・・・固定板、３・・・把手、２１
．２２２３、２４・・・下部ばね、３１．３２．３３．
３４・・・上部ばね、４１、４２．４３．４４・・・止
め板、５１．５２．５３．５４・・・支持棒、６１．６
２．６３．６４．７１．７２．７３．７４・・・ばね保
持手段、８１．８２．８３．８４．８５．８６・・・ダ
ンパ。
Claims (1)
- ２つの独立した物体を相互に結合する継ぎ手において
、前記第１の物体に接する固定板と、前記第２の物体に
接する可動板と、前記可動板を貫通し、且つ、一端がそ
れぞれ前記固定板に垂直に固定される複数の支持棒と、
前記支持棒の他端に設置した止め板と、前記支持棒に装
着され、且つ、前記固定板と前記可動板との間に設置さ
れる下部ばねと、前記支持棒に装着され、且つ、前記可
動板と前記止め板との間に設置される上部ばねと、前記
固定板と前記可動板とを結合する複数のダンパと、前記
支持棒を貫通すると共に、前記固定板と前記下部ばねと
の間及び前記可動板と前記上部ばねとの間に設置され、
且つ、前記下部ばね及び前記上部ばねのずれを防止する
ばね保持手段とを備えたことを特徴とするコンプライア
ンス継ぎ手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20060589A JPH0366582A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | コンプライアンス継ぎ手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20060589A JPH0366582A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | コンプライアンス継ぎ手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0366582A true JPH0366582A (ja) | 1991-03-22 |
Family
ID=16427148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20060589A Pending JPH0366582A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | コンプライアンス継ぎ手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0366582A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012139774A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | コンプライアンス装置及びこれを備えたロボットアームの構造 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49101974A (ja) * | 1973-01-31 | 1974-09-26 | ||
| JPS603010A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-09 | Hitachi Ltd | ロボットの制御方法及びそのロボット |
| JPS6150792A (ja) * | 1984-08-13 | 1986-03-13 | 株式会社日立製作所 | ロボツト用ハンドのフロ−テイング装置 |
-
1989
- 1989-08-01 JP JP20060589A patent/JPH0366582A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49101974A (ja) * | 1973-01-31 | 1974-09-26 | ||
| JPS603010A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-09 | Hitachi Ltd | ロボットの制御方法及びそのロボット |
| JPS6150792A (ja) * | 1984-08-13 | 1986-03-13 | 株式会社日立製作所 | ロボツト用ハンドのフロ−テイング装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012139774A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | コンプライアンス装置及びこれを備えたロボットアームの構造 |
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